<html><head><meta charset="utf-8"/><title>闭包</title></head><body><h1>闭包</h1><div class="x-wiki-content x-main-content">
 <h3>
  函数作为返回值
 </h3>
 <p>
  高阶函数除了可以接受函数作为参数外，还可以把函数作为结果值返回。
 </p>
 <p>
  我们来实现一个对
  <code>
   Array
  </code>
  的求和。通常情况下，求和的函数是这样定义的：
 </p>
 <pre><code>function sum(arr) {
    return arr.reduce(function (x, y) {
        return x + y;
    });
}

sum([1, 2, 3, 4, 5]); // 15
</code></pre>
 <p>
  但是，如果不需要立刻求和，而是在后面的代码中，根据需要再计算怎么办？可以不返回求和的结果，而是返回求和的函数！
 </p>
 <pre><code>function lazy_sum(arr) {
    var sum = function () {
        return arr.reduce(function (x, y) {
            return x + y;
        });
    }
    return sum;
}
</code></pre>
 <p>
  当我们调用
  <code>
   lazy_sum()
  </code>
  时，返回的并不是求和结果，而是求和函数：
 </p>
 <pre><code>var f = lazy_sum([1, 2, 3, 4, 5]); // function sum()
</code></pre>
 <p>
  调用函数
  <code>
   f
  </code>
  时，才真正计算求和的结果：
 </p>
 <pre><code>f(); // 15
</code></pre>
 <p>
  在这个例子中，我们在函数
  <code>
   lazy_sum
  </code>
  中又定义了函数
  <code>
   sum
  </code>
  ，并且，内部函数
  <code>
   sum
  </code>
  可以引用外部函数
  <code>
   lazy_sum
  </code>
  的参数和局部变量，当
  <code>
   lazy_sum
  </code>
  返回函数
  <code>
   sum
  </code>
  时，相关参数和变量都保存在返回的函数中，这种称为“闭包（Closure）”的程序结构拥有极大的威力。
 </p>
 <p>
  请再注意一点，当我们调用
  <code>
   lazy_sum()
  </code>
  时，每次调用都会返回一个新的函数，即使传入相同的参数：
 </p>
 <pre><code>var f1 = lazy_sum([1, 2, 3, 4, 5]);
var f2 = lazy_sum([1, 2, 3, 4, 5]);
f1 === f2; // false
</code></pre>
 <p>
  <code>
   f1()
  </code>
  和
  <code>
   f2()
  </code>
  的调用结果互不影响。
 </p>
 <h3>
  闭包
 </h3>
 <p>
  注意到返回的函数在其定义内部引用了局部变量
  <code>
   arr
  </code>
  ，所以，当一个函数返回了一个函数后，其内部的局部变量还被新函数引用，所以，闭包用起来简单，实现起来可不容易。
 </p>
 <p>
  另一个需要注意的问题是，返回的函数并没有立刻执行，而是直到调用了
  <code>
   f()
  </code>
  才执行。我们来看一个例子：
 </p>
 <pre><code>function count() {
    var arr = [];
    for (var i=1; i&lt;=3; i++) {
        arr.push(function () {
            return i * i;
        });
    }
    return arr;
}

var results = count();
var f1 = results[0];
var f2 = results[1];
var f3 = results[2];
</code></pre>
 <p>
  在上面的例子中，每次循环，都创建了一个新的函数，然后，把创建的3个函数都添加到一个
  <code>
   Array
  </code>
  中返回了。
 </p>
 <p>
  你可能认为调用
  <code>
   f1()
  </code>
  ，
  <code>
   f2()
  </code>
  和
  <code>
   f3()
  </code>
  结果应该是
  <code>
   1
  </code>
  ，
  <code>
   4
  </code>
  ，
  <code>
   9
  </code>
  ，但实际结果是：
 </p>
 <pre><code>f1(); // 16
f2(); // 16
f3(); // 16
</code></pre>
 <p>
  全部都是
  <code>
   16
  </code>
  ！原因就在于返回的函数引用了变量
  <code>
   i
  </code>
  ，但它并非立刻执行。等到3个函数都返回时，它们所引用的变量
  <code>
   i
  </code>
  已经变成了
  <code>
   4
  </code>
  ，因此最终结果为
  <code>
   16
  </code>
  。
 </p>
 <p>
  返回闭包时牢记的一点就是：返回函数不要引用任何循环变量，或者后续会发生变化的变量。
 </p>
 <p>
  如果一定要引用循环变量怎么办？方法是再创建一个函数，用该函数的参数绑定循环变量当前的值，无论该循环变量后续如何更改，已绑定到函数参数的值不变：
 </p>
 <pre><code>function count() {
    var arr = [];
    for (var i=1; i&lt;=3; i++) {
        arr.push((function (n) {
            return function () {
                return n * n;
            }
        })(i));
    }
    return arr;
}

var results = count();
var f1 = results[0];
var f2 = results[1];
var f3 = results[2];

f1(); // 1
f2(); // 4
f3(); // 9
</code></pre>
 <p>
  注意这里用了一个“创建一个匿名函数并立刻执行”的语法：
 </p>
 <pre><code>(function (x) {
    return x * x;
})(3); // 9
</code></pre>
 <p>
  理论上讲，创建一个匿名函数并立刻执行可以这么写：
 </p>
 <pre><code>function (x) { return x * x } (3);
</code></pre>
 <p>
  但是由于JavaScript语法解析的问题，会报SyntaxError错误，因此需要用括号把整个函数定义括起来：
 </p>
 <pre><code>(function (x) { return x * x }) (3);
</code></pre>
 <p>
  通常，一个立即执行的匿名函数可以把函数体拆开，一般这么写：
 </p>
 <pre><code>(function (x) {
    return x * x;
})(3);
</code></pre>
 <p>
  说了这么多，难道闭包就是为了返回一个函数然后延迟执行吗？
 </p>
 <p>
  当然不是！闭包有非常强大的功能。举个栗子：
 </p>
 <p>
  在面向对象的程序设计语言里，比如Java和C++，要在对象内部封装一个私有变量，可以用
  <code>
   private
  </code>
  修饰一个成员变量。
 </p>
 <p>
  在没有
  <code>
   class
  </code>
  机制，只有函数的语言里，借助闭包，同样可以封装一个私有变量。我们用JavaScript创建一个计数器：
 </p>
 <pre><code>'use strict';

function create_counter(initial) {
    var x = initial || 0;
    return {
        inc: function () {
            x += 1;
            return x;
        }
    }
}
</code></pre>
 <p>
  它用起来像这样：
 </p>
 <pre><code>var c1 = create_counter();
c1.inc(); // 1
c1.inc(); // 2
c1.inc(); // 3

var c2 = create_counter(10);
c2.inc(); // 11
c2.inc(); // 12
c2.inc(); // 13
</code></pre>
 <p>
  在返回的对象中，实现了一个闭包，该闭包携带了局部变量
  <code>
   x
  </code>
  ，并且，从外部代码根本无法访问到变量
  <code>
   x
  </code>
  。换句话说，闭包就是携带状态的函数，并且它的状态可以完全对外隐藏起来。
 </p>
 <p>
  闭包还可以把多参数的函数变成单参数的函数。例如，要计算x
  <sup>
   y
  </sup>
  可以用
  <code>
   Math.pow(x, y)
  </code>
  函数，不过考虑到经常计算x
  <sup>
   2
  </sup>
  或x
  <sup>
   3
  </sup>
  ，我们可以利用闭包创建新的函数
  <code>
   pow2
  </code>
  和
  <code>
   pow3
  </code>
  ：
 </p>
 <pre><code class="language-x-javascript">'use strict';

function make_pow(n) {
    return function (x) {
        return Math.pow(x, n);
    }
}
----
// 创建两个新函数:
var pow2 = make_pow(2);
var pow3 = make_pow(3);

console.log(pow2(5)); // 25
console.log(pow3(7)); // 343
</code></pre>
 <h3>
  脑洞大开
 </h3>
 <p>
  很久很久以前，有个叫阿隆佐·邱奇的帅哥，发现只需要用函数，就可以用计算机实现运算，而不需要
  <code>
   0
  </code>
  、
  <code>
   1
  </code>
  、
  <code>
   2
  </code>
  、
  <code>
   3
  </code>
  这些数字和
  <code>
   +
  </code>
  、
  <code>
   -
  </code>
  、
  <code>
   *
  </code>
  、
  <code>
   /
  </code>
  这些符号。
 </p>
 <p>
  JavaScript支持函数，所以可以用JavaScript用函数来写这些计算。来试试：
 </p>
 <pre><code class="language-x-javascript">'use strict';

// 定义数字0:
var zero = function (f) {
    return function (x) {
        return x;
    }
};

// 定义数字1:
var one = function (f) {
    return function (x) {
        return f(x);
    }
};

// 定义加法:
function add(n, m) {
    return function (f) {
        return function (x) {
            return m(f)(n(f)(x));
        }
    }
}
----
// 计算数字2 = 1 + 1:
var two = add(one, one);

// 计算数字3 = 1 + 2:
var three = add(one, two);

// 计算数字5 = 2 + 3:
var five = add(two, three);

// 你说它是3就是3，你说它是5就是5，你怎么证明？

// 呵呵，看这里:

// 给3传一个函数,会打印3次:
(three(function () {
    console.log('print 3 times');
}))();

// 给5传一个函数,会打印5次:
(five(function () {
    console.log('print 5 times');
}))();

// 继续接着玩一会...
</code></pre>
</div>
</body></html>